Curs 4 Cho 2018 [609122]

COMPU ȘI ORGANICI CU FUNC ȚIUNI
MIXTE
ȘEF LUCRĂRI DR. CARMEN POP
31 MARTIE 2018

COMPUȘI CU FUNCȚIUNI MIXTE
Conțin mai multe tipuri de grupări funcționale în moleculă
AMINOACIZI
ZAHARIDE
PROTEINE
HIDROXIACIZI

AMINOACIZII
Auînstructură minimum ogrupare –NH2șiminimum ogrupare –COOH
Pentru denumirea lor:
IUPAC :Acid +AMINO +numele acidului carboxilic delacare derivă
UZUAL :denumiri preluate din biochimie
3 2 1 β α
Acid 2 -aminopropanoic
α-alaninaAcid 3 -aminopropanoic
β-alanina
R CH COOH
NH2
CH3CH COOH CH2
NH2 CH2COOH
NH2

CRITERII DE CLASIFICARE
I. Natura radicalului hidrocarbonat
•ALIFATICI α, β, γ-aminoacizi, etc.
•AROMATICI
•MICȘTI
II. Numărul grupelor funcționale din moleculă
•MONOAMINOMONOCARBOXILICI
•MONOAMINODICARBOXILICI
•DIAMINOMONOCARBOXILICIA. CHIMIC

CRITERII DE CLASIFICARE
III. Natura altor grupe funcționale
•HIDROXIAMINOACIZI
•TIOAMINOACIZI
AMINOACIZI ESENȚIALI –valina, lizina, fenilalanina, etc.A. CHIMIC
B. BIOCHIMIC
AMINOACIZI NEESENȚIALI –alanina, acid glutamic, serină, etc.

CRITERII DE CLASIFICARE
I. Caracterul hidrofob sau hidrofil al lui R
•HIDROFOBI –alanină, valină, etc.
•HIDROFILI –serina
II. Proprietățile acido -bazice
•BAZICI –o grupă –NH2în catena laterală
•ACIZI –o grupă –COOH în catena laterală
•Aminoacizi care își neutralizează intern sarcinile α-AMINOACIZII –STRUCTURA CATENEI LATERALE (R)

I.Aminoacizi monoaminomonocarboxilici naturali
Glicina
(glicocol)
α-AlaninaSerina
Cisteina
Fenilalanina
Valina
CH2
NH2 COOH
CH3CH
CH3CH
NH2COOH
CH3CH
NH2COOHCH2
OHCH
NH2COOH
CH2CH
NH2COOH
SH
CH2CH
NH2COOH
C6H5

III. Aa diaminomonocarboxilici naturali
LizinaII. Aa monoaminodicarboxilici naturali
Acid aspartic (asparagic) Acid glutamic
HOOCCH2CH
NH2COOH
HOOCCH2CH2CH
NH2COOH
CH2
NH2CH2CH2CH2CH
NH2COOH6 5 4 3 2 1

IZOMERIE
Izomerie defuncțiune –nitroderivații (R-NO2)
Izomerie optică –α-aminoacizii ,exceptând glicina (glicocolul)
L(+) -α-alanina D(-)-α-alanina
CH3CH
NH2COOH CH3CH2CH2 NO2
COOH COOH
CNH2 H
CH3C H2N H
CH3

CARACTERUL AMFOTER
În stare solidă (cristalină):
În mediu bazic:Amfion (structură dipolară)
Anion ulaminoacidului
R CH
NH2COOH R CH COO-
NH3+
R CH
NH3+COO- + HO- R CH COO- + H2O
NH2

CARACTERUL AMFOTER
În mediu acid :
Cation ulaminoacidului
AMINOACIZII FORMEAZ Ă SOLUȚII T AMPON
R CH
NH3+COO- + H3O+ R CH COOH + H2O
NH3+

SOLUȚII T AMPON
SOLUȚII T AMPON =mențin constantă valoarea pH=ului laadaosul unor
cantit ățilimitate deacizi sau baze .
Dinpunct devedere chimic, acidul sau baza adăugate sunt neutralizate de
aminoacid .
SISTEM TAMPON =acid slab (RCOOH) +sarea acidului cuobază tare, bază
slabă (RNH2)+sarea bazei cuunacid tare

SOLUȚII T AMPON
CÂTE SISTEME T AMPON FORMEAZĂ UN AMINOACID?
Aminoacizii monoamino monocarboxilici –DOU Ăsisteme tampon
Aminoacizii diamino monocarboxilici, monoamino dicarboxilici –TREI
sisteme tampon

CE ESTE pH -ul IZOELECTRIC (pHi )?
pHi =valoare apH-ului lacare unaminoacid segăsește preponderent sub
formă deamfion
Înmanual :pH-ullacare aminoacizii monoaminomonocarboxilici îșipot
neutraliza intern sarcinile electrice .
pH>pHipH=bazicaminoacidul secomportă caACID
pH<pHipH=acidaminoacidul secomportă caBAZĂ

PROPRIET ĂȚI CHIMICE
1.Reacții specifice grupării –COOH :
Alcooliesteri
PCl5cloruri acide
Amoniac sau amine primare sau secundare amide
Etc.(Vezi cursul 3)
2.Reacții specifice grupării –NH2:
Reacția dealchilare
Reacția deacilare
Reacția cuHNO2(R.van Slyke)
Etc.(Vezi cursul 2)

REACȚIA DE CONDENSARE
CEA MAI IMPORT ANT Ă PROPRIET ATE A AMINOACIZILOR
PEPTIDE + PROTEINE
Aminoacizii participă cu gruparea –NH2și/sau –COOH
Se formează dipeptide, tripeptide, etc.
PEPTIDA –3 grupe funcționale diferite ( -NH2, -COOH, -CO-NH-)

REACȚIA DE CONDENSARE
CONDENSARE
Doi Aa
identici
Doi Aa
diferiți
Două perechi de
molecule din doi
Aa diferiți
PolicondensăriDipeptide simple
Dipeptide mixteDipeptide simple
+
dipeptide mixteOligopeptide (2-10Aa)
Polipeptide (1150Aa)
Proteine (5110000 Aa)

Alanil -alanină
Alanil -glicină
CH3CH
NH2COOH + H2N CH
CH3COOH
CH3CH
NH2CO NH CH
CH3COOH + H2O
CH3CH
NH2COOH + H2N CH2COOH
CH3CH
NH2CO NH CH2COOH + H2O

PROTEINE
Sunt compuși macromoleculari formați prin policondensarea a51-10000 de
unități deα-aminoacizi .
Criteriile de clasificare sunt chimice (legate de structură șisolubilitate) și
biochimice .
Chimic :
SIMPLE –prin hidroliz ădau numai α-aminoacizi
CONJUGATE (HETEROPROTEINE SAU PROTEIDE) –prin hidroliză dau α-aminoacizi +
compuși neproteici (grupări prostetice) :
glucide –glicoproteine (fibrinogen ) acizi nucleici –nucleoproteine (histone)
lipide –lipoproteine (enzime, antigeni, etc.) metale –metaloproteine (hemoglobina)
esteri fosfonici –fosfoproteine (cazeina)

PROTEINE
Chimic :
FIBROASE (proteine structurale sau scleroproteine) –insolubile înapă :
fibrina (sânge), fibroina (mătase), keratina (unghii, păr), colagenul (piele),
elastina
GLOBULARE –complet sau parțial solubile înapăsoluții coloidale :
hemoglobina, albumina, globulinele (plasmă), gluteine (cereale), fibrinogen,
insulina, etc.

PROTEINE
DENATURAREA PROTEINELOR ≠ HIDROLIZA PROTEINELOR
DENATURAREA =degradarea ireversibilă sau reversibilă sub influența :
agenților fizici –temperatură, agenți mecanici, ultrasunete, radiații
agenților chimici –acizi șibaze tari, electroliți, metale grele, detergenți
HIDROLIZA =presupune scindarea legăturilor peptidice sub acțiunea agenților
chimici (HCl 6N)sau aenzimelor hidrolizat proteic

STRUCTURA PROTEINELOR
Primară –arată tipul șisuccesiunea aminoacizilor încatena proteinei AaN-
terminal care participă lalegătura amidică cugruparea –COOH +AaC-terminal care
participă cugruparea –NH2
Secundară –definește oanumită orientare spațială acatenei, numită
conformație, care serepetă înmod regulat într-oproteină .Apare caurmare a
legăturilor de hidrogen inter -șiintramoleculare ,ceea ceimplică grupele
amidice .
-α-helix –sub formă deelice –implică grupe amidice dinacelași lanț alproteinei
-Foiplisate β–implică grupe amidice dinlanțuri vecine

STRUCTURA PROTEINELOR
Secundară –definește oanumită orientare spațială acatenei, numită
conformație, care serepetă înmod regulat într-oproteină .Apare caurmare a
legăturilor de hidrogen inter -șiintramoleculare ,ceea ceimplică grupele
amidice .
α-helix –sub formă deelice –implică grupe amidice dinacelași lanț alproteinei .
foiplisate β–implică grupe amidice dinlanțuri vecine .
Terțiară –definește conformația tridimensională aîntregii proteine :
rezultat alinteracțiunilor resturilor Rsituate înpoziția α.
grupele hidrofobe seplasează îninteriorul structurii, iarcele hidrofile înexterior .

ENZIME
Au rol de catalizator –indispensabile pentru realizarea anumitor reacții
biochimice dinorganism
Cresc considerabil viteza dereacție șisunt ceimai selectivi catalizatori
Activitatea loreste influențată depH, temperatură, cofactori (ioni metalici)
Unele auspecificitate pentru substrat/tipul delegătură
Exemple :
Polimeraze (ADN -polimeraza)
Hidrolaze ,oxidaze, dehidrogenaze, reductaze
Transferaze –capabile săcatalizeze transferul degrupe funcționale
Peptidaze –exo -+endopeptidaze

ACIZII NUCLEICI
ACIZI NUCLEICI (ADN, ARN) –formați dinnucleotide legate între eleprintr -o
legătură esterică cuacidul fosforic
NUCLEOTIDE -nucleozide fosforilate (legături esterice)
ADN –structură deelice dublă, 2catene nucleotidice între care sestabilesc
legături dehidrogen, între bazele azotate complementare
HN
NO
OCH3
HHN
NO
OHHN
NNH2
O
H
Timina Uracil Citozina
Baze purinice Baze pirimidiniceN
NNH2
NN
HHN
NO
H2NNN
HH
Adenina Guanina

ACIZII NUCLEICI
ACIZI NUCLEICI (ADN, ARN) –formați dinnucleotide legate între eleprintr -o
legătură esterică cuacidul fosforic
NUCLEOTIDE -nucleozide fosforilate (legături esterice )
ARN –celmai adesea monocatenar
ARN mesager (ARNm )–copia zăinforma țiagenetic ădintr -unfragment de
ADN șioaduce ,capeunmesaj ,lalocul sintezei proteice .
ARN ribozomal (ARNr )–intrăînalcătuirea ribozomilor (rol însinteza
proteică)
ARN detransfer (ARNt )–transferă Aa lalocul sintezei proteice .Are porțiuni
bicatenare

Oze (aldopentoze):
Riboza –pentru ARN
Desoxi -riboza –pentru ADNNUCLEOZIDĂ =baze azotate purinice (A, G)sau
pirimidinice (C,T,U)+oză (1’-5’)–riboza (ARN) sau
dezoxiriboza (ADN)
Nucleotide (nucleozide fosforilate)trifosfat (TP) – forma activa difosfat (DP) monofosfat (MP)5'
CH2OPOPO
OO
OOPO
OOH5'
CH2OPOPO
OO
OOH5'
CH2OPOHO
ONucleozida
ozabaza azotatariboza R = OH
2'desoxi-riboza R = H 5'
4'
3' 2'1'O
ROHCH2OHG
HNNHN
NO
H2N
kinaze (enzime ce fosforileaza)

Legarea nucleotidelor –sens 5’(prima) –3’(următoarea), etc.–prin intermediul
unei singure grupări fosfat ;două seelimină sub formă deacid pirofosforic
5'
CH2OPOPO
OO
OOPO
OOH3'
G
OH OHT3'
CH2OPOPO
OO
OOPO
OOH5'
5'
CH2OPOPO
OO
OOPO
OOH3'
T
O
OHG3'
CH2OPO
O5'
Anti-sens5' – 3'
3'5'3'5'5'
3'5'
3'
C
C
AA
T
GTC
HO3'5'Alungire
-PPi
PPi (acid pirofosforic) = HOPOPOHO
OO
OCCA
ATG
T
COH3'
5'polimeraza
GPPP
OHTPPP
OHTPPP
OHCPPP
OH
Polimerazele
-leagă nucleotidele (5’ -3’)
-leagă bazele azotate de pe cele două catene

ZAHARIDE (GLUCIDE)
Compuși polifuncționali detippolihidroxicarbonilic .Singurul criteriu de
clasificare :comportarea înreac țiadehidroliz ă:
MONOZAHARIDE –compuș ipolihidroxicarbonilici (polihidroxialdehide sau
polihidroxicetone ).NUHIDROLIZEAZĂ
ZAHARIDE COMPLEXE –polihidroxieteri ceconțin înmoleculă mai multe
unități structurale demonozaharid .HIDROLIZEAZĂ
(C6H10O5)n
2 ≤ n <10 OLIGOZAHARIDE
n ≥ 10 POLIZAHARIDE

MONOZAHARIDE
1.Criterii declasificare :
natura grupei carbonil –aldoze +cetoze
numărul deatomi decarbon din moleculă :
trioze, tetroze, pentoze, hexoze …
tetruloze, pentuloze, hexuloze …

2.Denumire :
IUPAC –sefolosește mai rar
Uzual –numele produselor naturale din care aufost izolate +sufixul
OZĂ
2,3-dihidroxipropanal
Aldehida glicerică1,3,4 -trihidroxi -butan -2-onaMONOZAHARIDE
CH-OHCH=O
CH2-OH
CO
CH OH
CH2OHCH2OH

IZOMERIA OPTICĂ
Substanța de referință –aldehida glicerică
D(+) L(-)
Glucide seria D Glucide seria L
Pentru încadrarea în seria D sau L se ține cont de poziția grupei alcool secundar
cea mai îndepărtată de gruparea carbonil !
CHO
C OH H
CH2OHCHO
C H HO
CH2OH

CO + RR'
R''OH C
R'' ORR' OH R OHC
R'' ORR' ORAdiția alcoolilor la
grupa carbonil

STRUCTURĂ
Formulă plană
aciclică
(Fischer)Formulă plană
ciclică
(Fischer)Formulă de
proiecție Haworth
CH=O
C H OH
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OHC
C H OH
C HO H
C H OH
C H
CH2OHOH H
OO
OHH
H
OHOH
HOHHHCH2OH1
2
3
4
6511
22
3
344
55
66

Anomerul αal
glucozeiAnomerul β al
glucozei
MUT AROTAȚIE –modificarea lentă avalorii rotației specifice aunei soluții de
monozaharidă până lavalorea deechilibru .
ANOMERI –diastereoizomeri ale căror configurații diferă numai laatomul de
carbon care afăcut parte dingruparea carbonil (carbon anomeric) .
O
HOH
H
OHOH
HOHHHCH2OH
1
23456
O
OHH
H
OHOH
HOHHHCH2OH
1
23456 CH=O
C H OH
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OH1
2
3
4
65

Anomerul βal
fructozeiAnomerul αal
fructozei
CH2
CO
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OHOH 1
2
3
4
65OCH2OH
OH
OHH
HOH
HHOCH21
2
3 456
O OH
CH2OH
OHH
HOH
HHOCH2
12
3 46

PROPRIET ĂȚI CHIMICE
Reacții caracteristice compușilor carbonilici șialcoolilor polihidroxilici .
Structura ciclică majoritară OH glicozidic cureactivitate mărită, comparativ
cucelelalte grupe hidroxil .
Exemplu :metilarea exclusivă aOH glicozidic prin tratare cualcooli încataliză
acidă .
ETERIFICAREA AVANSAT Ă LA COMPUSUL PENT AMETILAT tratare cu CH3HSO4
(sulfatul acid de metil), ( CH3)2SO4(sulfat de dimetil) sau CH3I/OH-

OXIDAREA GLUCOZEI

REACȚIA DEREDUCERE –serealizează cuH2/Ni sau cuNaBH4/eter
* *
CH2
CO
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OHOH
+ 2 H2CH2
C
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OHOH
H OH
+ CH2
C
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OHOH
HO H
CH=O
C H OH
C HO H
C H OH
C H OH
CH2OH+ H2/Nisorbitol manitol

DIZAHARIDE
Cele mai importante dintre oligozaharide .
Rezultă princondensarea adouă molecule de monozaharide cu
eliminarea unei molecule deapă:
Între două grupe hidroxil -glicozidice legătură eterică dicarbonilică
(zaharoza)
Între ogrupă hidroxil -glicozidică șiogrupă hidroxil legătură eterică
monocarbonilică (celobioza, maltoza, lactoza)

ZAHAROZA (dizaharidă nereducătoare)
α-D-glucopiranoza
β-D-fructofuranoza
O
OHH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
1
+
O
HHOCH2
OHH
HHOOH
CH2OH2- H2OO
OH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
O
H
OHH
HHOCH2OH
ZaharozaHOCH2

MAL TOZA (dizaharidă reducătoare)
α-glucopiranoza α-glucopiranoza
O
OHH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
1 + O
OHH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
4
– H2OH
OHOH
HOHH
HCH2OH
O H O H
O OHH
H
OHOH
HHCH2OH α-maltoză

CELOBIOZA (dizaharidă reducătoare)
β-D-glucopiranozaβ-D-glucopiranoza
O
HOH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
1O
HOH
H
OHOH
HOHH
HCH2OH
4
– H2OH
OHOH
HOHH
HCH2OH O
HOH
H
OHOH
HHCH2OH
O
HO+ H
Celobioza

DIZAHARIDĂ REDUCĂTOARE –de unde
derivă caracterul reducător ?
H
OHOH
HOHH
HCH2OH O
HOH
H
OHOH
HHCH2OH
O
HOH
CelobiozaH
OHOH
HOHH
HCH2OH OH
CH=OH
OHOH
HHCH2OH
O
HOH
Celobioza (forma carbonilicã)2[Ag(NH3)2]OH
– 2Ag
– 4NH3
– H2O
H
OHOH
HOHH
HCH2OH OH
COOHH
OHOH
HHCH2OH
O
HOH

POLIZAHARIDE
Compuși macromoleculari ;
Rezultă princondensarea unui număr mare (n)demolecule demonozaharide
cueliminarea a(n-1)molecule deapă.
Asigură rezistența mecanică CELULOZA
Rezervă deenergieAMIDONUL ȘIGLICOGENUL
Prin hidroliză încataliză acidă sau enzimatică MONOZAHARIDE

AMIDONUL
Structură neunitară :
AMILOZĂ –10-20%-structură neramificată formată din unități deα-
glucopiranoză (n=300 -1200 )
AMILOPECTINĂ –80-90%-structură ramificată (n=6000 -36000 )
(C6H10O5)n C12H22O11enzime C6H12O6enzime
enzime
2C2H5OH + 2CO2

CELULOZA
Formată dintr -unnumăr mare deunități deβ-D-glucopiranoză unite prin
legături eterice monocarbonilice (1-4).
Are structură filiformă seîmpachetează sub formă defibre datorită
formării legăturilor dehidrogen intermoleculare între grupele OHlibere .
Are caracter reducător .

PROPRIET ĂȚI
CHIMICE

MEDICAMENTE
Sunt denatură chimică sau naturală șisunt folosite pentru diagnosticarea,
prevenirea șitratarea bolilor (auproprietăți curative ).
Întrecut erau numite droguri, însă astăzi acest termen este utilizat STRICT
pentru desemnearea substanțelor care provoacă dependență .
Mecanismul lorsebazează perecunoașterea moleculară .

Vitamine hidrosolubile
-complexul B,
-C(acid ascorbic),
-H
Vitamine liposolubile :A(retinol), D(ergocalciferol), E(tocoferol), K(antihemoragică)
Sulfonamide (sulfamide antibacteriene) –Sulfatiazolul, Prontosilul roșu
Penicilinele –antibiotice antibacteriene
Aspirina (acid acetilsalicilic) –antiinflamator, antipiretic, analgezic, antiagregant plachetar
Paracetamol (analgezic, antipiretic)
Papaverina –antispastic
Barbituricele (Fenobarbital) –induc somnul
Medicamente care sunt șistupefiante (au șiproprietăți halucinogene sau dau dependență –
DROGURI)
Morfina, barbituricele
Droguri (exclusiv) –Heroina, Cocaina, LSD (dietilamida acidului lisergic)

HORMONII
1.HORMONI PEPTIDICI
Proteine (numai aminoacizi )–vasopresina ,hormonul tireotrop (TRH),
insulina (hormon pancreatic ,reglează concentrația deglucoză dinsânge )
Glicoproteine :hormonul luteinizant (LH), hormonul foliculinostimulant
(FSH)

2. HORMONI NON -PEPTIDICI
Hormoni lipidici sifosfolipidici :derivati din acidul linoleic, acidul arahidonic ,
fosfolipide .
Hormoni steroidici :derivati din colesterol :hormonii corticosteroizi
(prednison ,hidrocortizon ,etc),testosteronul .
Monoamine –derivate din aminoacizi prin decarboxilare (adrenalina ,
noradrenalina ,dopamina ,etc).HORMONII